摘要 分析專家SICK MAIHAK GmbH為水泥廠提供各式各樣的過程控制設備。 1．前言 目前全球大約18億噸水泥是以高昂的能源成本和產生大量的CO2、COx和粉塵為代價生產出來的。能源價格的增長以及嚴格的安全和環境要求使可靠的過程控制顯得尤為重要：它可以減少麻煩和保證原料和燃料的經濟利用。分析技術專家SICK MAIHAK GmbH公司具有廣泛的產品和全球服務能力，為水泥工業提供需要和困難條件下的檢測服務，并為水泥廠操作人員提供整套量身定做的分析裝置。 生產過程的每一個步驟都需要進行監測，并且大多與氣體和粉塵排放有關。物料經預烘干階段后，原料從一開始就需要與添加劑一道粉磨并作為水泥生料儲存在庫內。采用SICK MAIHAK公司制造的回轉漿葉開關或測錘式料位指示器來防止物料堵塞和裝料過多。同樣情況也可避免，即當終水泥熟料與生產不同品種水泥的添加劑混合之后在庫內儲存并在過程后期在輸送線上輸送過程中發生的堵塞和裝料過多現象。 在上述兩個工藝過程之間就是煅燒工藝，該工藝多在預熱器塔（帶或不帶分解爐）和回轉窯內進行。 2．特殊探頭 預熱器塔是最重要的取樣點，生料在此以不斷上升的溫度烘干和預分解。CO、CO2和O2在此得到監測以便調控預熱器塔和分解爐內的二次燃燒。 高溫、高粉塵濃度和低壓使此處的檢測極為困難。在溫度高在400℃的預熱器塔頂部，SICK MAIHAK推薦安裝一臺入口裝有過濾器的回流式探頭和一臺抽取式檢測裝置。 在高溫達1000℃的下級旋風筒或分解爐區域需要安裝一個冷卻取樣探頭，例如SCP3000。即使在如此困難的條件下，該探頭也能提供準確的檢測，盡管該區域的O2迅速下降。 預熱器塔的CO2/O2檢測還可以擴大到對NO氣體的分析。為了減少NO排放，它可以對二次燃燒進行優化控制。 在回轉窯進口需要對燒煤、油或天然氣的一次燃燒及水泥質量進行監測，此處的檢測條件極為困難，氣體溫度高達1400℃，粉塵濃度也高達2kg/m3。為了防止堵塞、磨損和避免生料落在探頭上，SCP 3000型氣體取樣系統由于是水冷卻探頭因此非常適應這種應用。 抽取裝置由一個裝有過濾器的探頭構成，探頭安裝在一個伸縮裝置上，因此可隨時從爐內抽出。此外，一個旋轉裝置保證了生料以常規間隔從探頭內搖出。一臺由壓縮空氣控制的自動回流裝置增加了探頭和過濾器的效率。 對于后面的分析，SICK MAIHAK提供有專門為水泥工業設計的分析柜，配有S710標準系統的MKAS 710-C裝置。對于含有高SOx氣體的直接檢測，MCS 100E HW分析柜最為合適。公司具備為不同工藝條件提供優化分析裝置（例如廢舊輪胎焚燒）的能力。 [align=center] 圖1 MKAS 700分析柜[/align] 3．煙霧烘干 對于濕法水泥生產檢測更為容易，由于整個煅燒過程在回轉窯內進行，料漿中的所有水分必須蒸發掉，因此消耗的能源是干法生產的兩倍。回轉窯進口的溫度只有大約150℃，然而由于生料漿的轉動，煙氣在這里就成了問題。這些氣體必須使用加長的烘干取樣管和回流式探頭來控制。合適的烘干適配器在煙霧到達過濾器之前就可將其烘干。 [align=center] 圖2 SCP 300氣體取樣器[/align] 煅燒后的熟料被冷卻至300～100℃。冷卻過程產生的熱氣體可用作燃燒器的預熱空氣，也可烘干生料或煤。根據其用途，熟料中的粉塵必須首先清除。采用粉塵監測器FW 56和程度指示器Maihak MBA200對過濾器進行監測。 來自預熱器塔的廢氣以及工廠其他區域的粉塵也必須清除。用于此目的的電收塵器必須通過監測進口CO濃度來防止爆炸，GM950原位分析儀最為適宜。為防止粉塵聚積，用程度指示器對過濾器進行監測。為控制電收塵器進口氣體水化，適合使用FLOWSIC100容積式流量計。 4．防爆 如果水泥廠使用煤作燃料必須格外小心。在粉磨濕煤時，積聚的煤粉有自燃危險，使用隋性氣體可以消除這類危險。在粉塵清除之前可通過檢測磨機和廢氣中的氧濃度來達到監測。快速定位分析儀（ZIRKOR302）或裝有分析儀（S700）的抽取裝置是理想的選擇。 如果磨機、收塵器、煤粉倉或煤斗中的CO濃度在同一時間進行監測，S700型分析儀最具優勢，因為它可以早期監視火燃。CO濃度發生變化說明將有火災危險。 煤斗、煤磨和煤磨收塵器的粉塵可用Maihak MBA200和/或Maihak LOT369料位指示器進行檢測。FW56型粉塵監測器負責監測收塵器系統的效率。 5．排放監測 整個工廠的排放必須按環保公司規定的條例進行監測。德國適用的是TA-Luft規定的標準值，或如果燒廢戲物，執行2000/76 IEC歐洲共同體有效的標準值。在北美強調對NOx進行監測，在遠東當燒廢棄物時常常檢測HCI排放。 對于燒傳統燃料系統的排放檢測，SICK MAIHAK提供抽取式（MKAS 710）和定位檢測技術（GM31，GM35）。對于燒廢棄物的工廠，建議采用抽取式MCS 100E HW分析儀，結合THC（Euro FIB）進行汞檢測（MERCEM）。測量參考值（O2，容積流量、壓力、溫度）和粉塵，以及MEAC2000檢測值的采集和評價提供了一個完整的排放檢測系統。